世界Wi-Fi比听起来更近



美国初创公司OneWeb订购900颗卫星,以创建用于访问Internet的全球空间网络。法国空中客车公司将研制这些卫星并发射“罗斯科莫斯”号。

全球卫星互联网的想法已经存在了25年。如今,实现全球3G或4G覆盖的梦想正在新生,如今,两个技术巨头之间正在展开一场整个太空竞赛。一方面是SpaceX和Google,另一方面是OneWeb,它是由Virgin Galactic,Qualcomm和O3b的创始人创建的。

最近,人们知道Facebook放弃了对太空互联网的梦想,而专注于发展高空无人中继器。

诸如Inmarsat和Iridium之类的卫星系统出现在90年代,如今提供互联网和电话服务。它们几乎或完全覆盖全球,但并不受欢迎。但是,太空通信的高昂成本已导致移动运营商的全面胜利。现在,仅在没有蜂窝塔的地方以及那些愿意为每分钟几美元付费的人,才需要卫星互联网。

卫星互联网还有另一个限制-响应时间。无线电信号以光速飞行,但是在空间中覆盖的距离已经引起了明显的延迟,这大大降低了用户的吸引力。

在此必须阐明,卫星可以在不同的轨道上旋转:从海拔400-1200 km的低近地(NOO)到海拔36000 km的对地静止(GSO)。

每个轨道都有其优点和缺点。低需要大量的卫星,因为高度越低,卫星广播区域的半径越小。但是信号延迟很小,可以与地面通信相比。对地静止-允许一颗卫星广播几乎整个地球的半球。但是通过这样的连接,Ping达到了一秒钟-您必须忘记网络游戏和Skype上的聊天。



对地静止卫星还有另一个问题-接收机离两极越近,连接越差,因为卫星在地平线附近是可见的,并且信号必须沿地球表面传播,这会增加噪声。为了保持稳定的通信,您必须将天线调高。

事实证明,要创建一个具有“快速”互联网的卫星网络,除了将大量设备发射到低轨道之外,别无所求。例如,铱星卫星在800 km的高度旋转,一组中约有70颗,每颗重680公斤,耗资500万美元。但是即使您忘记了通信成本,该组的每颗卫星也只能支持1100个连接。铱星将在其鼎盛时期为互联网提供约7万个用户。

第一代电信公司破产后,企业家格雷格·威勒(Greg Wyler)在2000年代开始了太空互联网化的新阶段。



他决定向发展中国家提供WWW照明,并为非洲,亚洲和大洋洲的30亿人口提供网络访问。为此,成立于2008年的初创公司O3b开发了一种新的航天器设计,其平均轨道飞行了八千公里,并开始发射。



该项目得到了包括Google在内的许多公司的支持。威勒(Wyler)的公司总共获得了约12亿美元的投资,并认真致力于完成这项任务。通过两次发射,到2014年,八枚O3b航天器以8000公里的高度进入了轨道。俄罗斯的联盟号ST-B火箭与Fregat助推器一起进行了发射,其中两次从库鲁宇宙飞船发射。



现在,该系统已经在非洲,巴基斯坦,太平洋地区,



但是,不完全覆盖并不能将O3b完全视为一个全球系统。



因此,Wyler进一步推广了低轨道卫星星座的想法。有了它,他成功地启发了太空公司SpaceX的创始人Ilon Mask。但是,到2014年底,Wyler和Musk对该项目的技术实施想法分歧。威勒想要廉价和小型的卫星,而面具也对小型但更复杂和昂贵的卫星感兴趣。

结果,Wyler找不到Google或SpaceX的通用语言,而是找到了新的投资者。 Wyler项目得到了另一位太空所有者Richard Branson的支持,Richard Branson以其太空旅行项目而闻名。

他的公司维珍银河(Virgin Galactic)不仅计划发射“太空飞船三号”巡回亚轨道火箭飞机,而且还计划使用“发射一号”火箭发射小型卫星。



高通公司是智能手机和平板电脑微芯片的制造商,也是无线通信系统的开发商,它也支持威勒。 O3b,Virgin和Qualcomm这三家公司共同创立了OneWeb,从而开始了一个雄心勃勃的项目。创始公司没有投入多少资金,但他们还筹集了5亿美元,

据估计,几千颗小型卫星将在800-950公里的高度旋转。每颗卫星将重约150公斤,成本从35万美元到50万美元不等,总融资额约为30亿美元。

该公司立即开始寻找制造商,该制造商可以制造第一批卫星的整个舰队-900枚-这大约是地球轨道上运行的卫星数量的两倍。上周,一个幸运的获胜者宣布:法国航空巨头空中客车公司应在其工厂生产前十个样品,然后计划将生产转移到美国。承诺到2019年在轨道上进行全力编组。



昨天,罗斯科莫斯吹嘘自己该小组的发射将由21架联盟号运载火箭和39枚LauncherOne运载。显然,出于原理原因,Ilon Mask对此不信任。也许这可以由中国来完成,但是OneWeb的创始人已经在与Roscosmos合作方面拥有成功的经验。从技术上讲,中国的超频设备无法与俄罗斯的“护卫舰”相提并论。根据开发商的故事,护卫舰助推器最多可让行进引擎启动50次,即设定50颗卫星的轨道。到目前为止,“护卫舰”的实际记录是6件,但是根据与OneWeb签订的合同进行的发布将使性能提高到32件。



也许,第聂伯变换导弹在这种工作中会很有用。分散两到三打微卫星-他们仍然知道从弹道导弹“ Voivode”那一刻起的情况。轻型版本的“机库”(现在将替换“咆哮”转换)可能会连接到同一作品。

SpaceX的创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)也构思了自己的太空星座,其中包括卫星间通信和中继。他的意图在很大程度上与OneWeb项目相吻合,只是该系统的总成本总计100亿美元。

谷歌及其朋友已经向该项目投资了10亿美元。埃隆·马斯克(Elon Musk)在西雅图开设了一家卫星制造实验室,并认真致力于创建首批原型。未来将有4000架航天器的前景。根据马斯克的说法,他需要卫星互联网来为其计划的火星殖民化提供额外的资金。更平淡无奇的动机可能是,马斯克(Musk)正在用他的工作来装载spaceX的火箭制造能力。有了如此庞大的非国家订单,马斯克有机会反复测试他可重复使用的Falcon-9R太空火箭系统和Falcon Heavy火箭。

如果我们谈论俄罗斯的商业卫星互联网项目,那么值得一提。

达里亚航空航天公司正在开发一种微卫星设计Pyxis重约100公斤,射入高度椭圆形的轨道“闪电”。根据计算,四颗这样的卫星将能够为北极地区的1.5万用户提供互联网。



实际上,该项目更接近地球静止设备技术,因为在其轨道的最远点,卫星将与地球相距相同的3.6万公里。通信延迟的问题仍然存在,但是Pyxis将能够“悬挂”在北极而不是赤道上,并向北极地区所有需要它的人提供通信。现在,公司正在寻找项目实施的投资。



初创公司Yaliny的一个更具野心的项目。该项目的作者准备创建自己的全球卫星互联网,现在正忙于开发原型卫星。他们没有透露技术细节,只知道在Yaliny投资了大约200万美元,这显然不足以与OneWeb或Google / SpaceX进行严重竞争。

无论如何,任何这些项目的实施都可能导致不仅在地球上,而且在空间上的重大变化。例如,现在小型航天器发展的一个重大障碍是数据传输的困难。微卫星和纳米卫星已经达到了可以累积大量物理上无法通过可访问的通信信道传输到地球的数据的地步。激光通信可以解决此问题,但是大气和天气会干扰它。

如果有可能将数据直接传输到网络,那么这将为微卫星的发展以及在其基础上创建各种用户应用程序提供强大的动力。例如,现在美国军方测试卫星互联网服务器。



在全球Wi-Fi的背景下,将有可能在轨道上安全地部署服务器容量-当水管破裂,断电或其他不可抗力的“地面”威胁时,这将使它们免于洪水泛滥。空间上会有问题,但是如果需要和必要的话,可以解决。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380977/


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